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Type: Dissertação
Title: Estados eletrônicos de nanofitas de redes de Lieb, transição e Kagome
Authors: Uchoa, Emília de Sousa
Advisor: Costa, Diego Rabelo da
Co-advisor: Sena, Silvia Helena Roberto de
Keywords in Brazilian Portuguese : Rede de Lieb;Rede de Kagome;Nanofitas;Propriedades eletrônicas;Interconversibilidade
Keywords in English : Lieb lattice;Kagome lattice;Nanoribbons;Electronic properties;Interconvertibility
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Issue Date: 2023
Citation: UCHÔA, E. S. Estados eletrônicos de nanofitas de redes de Lieb, transição e Kagome. 2023. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: Desde o isolamento do grafeno em 2004, a comunidade científica vem buscando novos materiais bidimensionais (2D) visando diferentes aplicações tecnológicas. Sabe-se que os componentes químicos envolvidos, o tipo de hibridização e a geometria formada são fatores-chave para a estrutura de banda eletrônica resultante. Isso levou a uma investigação teórica sobre possíveis cristais projetados com geometrias desejadas e propriedades físicas interessantes. Exemplos da engenharia de materiais 2D são as redes de Lieb e Kagome, cujas estruturas de banda são formadas pela coexistência de uma banda de energia cônica de Dirac e uma banda plana (não dispersiva). Tais configurações têm motivado pesquisas sobre reticulados eletrônicos, guias de onda em sistemas fotônicos, e até mesmo estruturas orgânicas com a periodicidade dessas redes. Motivado pelo crescente interesse nessas redes e inspirados por estudos que exploram os efeitos de tamanho finito no espectro eletrônico do grafeno, investigamos sistematicamente as propriedades eletrônicas de nanofitas de monocamadas de Lieb, transição e Kagome, por meio do modelo tight-binding, com um Hamiltoniano geral que descreve ambas as redes. São discutidos resultados para o espectro de energia, densidade de estados e funções de onda para nanofitas com três tipos de terminações: retas, barbadas e assimétricas. Efeitos da quebra de simetria de subrede induzidos de nove diferentes formas não-equivalentes são investigados para as estruturas de folha infinita dessas redes e para as diferentes configurações das nanofitas. Também exploramos a degenerescência dos estados quase-planos em relação à largura da nanofita e devido a inclusão do efeito de segundos-vizinhos no modelo tight-binding.
Abstract: Since the isolation of graphene in 2004, the scientific community has been looking for new two-dimensional (2D) materials aiming at different technological applications. It is known that the chemical components involved, the type of hybridization and the geometry formed are key factors for the resulting electronic band structure. This led to a theoretical investigation into possible designed crystals with desired geometries and interesting physical properties. Examples of 2D materials engineering are the Lieb and Kagome lattices, in which their band structures are formed by the coexistence of a conical Dirac energy band and a flat (non-dispersive) band. Such configurations have motivated research on electronic lattices, waveguides-based photonic systems, and even organic structures with these lattices’ periodicity. Motivated by the growing interest in these lattices and inspired by studies that explore the finite size effects on the electronic spectrum of graphene, we systematically investigate the electronic properties of nanoribbons of monolayer Lieb, transition and Kagome, using the tight-binding model, with a general Hamiltonian that describes both lattices. Results for the energy spectrum, density of states, and wave functions are discussed for nanoribbons with three types of edges: straight, bearded and asymmetrical. Effects of sublattice symmetry breaking induced in nine different nonequivalent ways are investigated for the infinite-sheet structures of these lattices and for the different configurations of the nanoribbons. We also explore the degeneracy of the quasi-flat states with respect to the nanoribbon width and due to the inclusion of the second-neighbor effect in the tight-binding model.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75257
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/9944909855884972
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1335-9552
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7322891417476414
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8720305303238635
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DFI - Dissertações defendidas na UFC

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